[發明專利]閥單元、具有該閥單元的微流體裝置和驅動閥單元的方法

有效

• 申請號: 201080049897.7
• 申請日: 2010-11-01
• 公開（公告）號: CN102597786A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 樸鐘勉;金度均;樸相范
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: G01N35/08
• 分類號: G01N35/08;G01N37/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 韓芳

技術領域

根據示例性實施例的設備和方法涉及一種閥單元、一種具有該閥單元的微流體裝置和一種用于驅動該閥單元的方法，更具體地講，涉及一種控制微流體流動的閥單元、一種裝配有該閥單元的微流體裝置和一種驅動用于控制流體流動的閥單元的方法。

背景技術

利用微流體裝置，通過操作少量的流體來進行生物或化學反應。微流體裝置具有以諸如芯片、盤等的不同形式或形狀設置在平臺中的微流體結構。

微流體結構通常具有用于在其中容納流體的室、流體通過或流過的通道以及控制流體流動的閥，其中，所述室、通道和閥根據不同的組裝設計來組合及布置。

為了在芯片上進行包括生物化學反應的各種試驗，將微流體結構布置在被稱作“生物芯片”的芯片型平臺上。特別地，制造用于在單個芯片上進行多級處理和/或操作的裝置被稱作“芯片實驗室”。

為了使流體在微流體裝置的微流體結構中流動和傳輸，通常需要驅動壓力。該驅動壓力可以為毛細管壓力，或者可以利用使用可選的泵產生的壓力。近年來，已經提出了具有安裝在盤型平臺上的微流體結構、能夠進行一系列操作同時通過離心力移動流體的離心微流體裝置。所述微流體裝置通常被稱作實驗室壓縮盤(CD)或CD實驗室。

可以以磁控制方式操作微流體裝置的閥，或者利用相變材料操作微流體裝置的閥，以打開和關閉通道。

對于相變材料的用途，通過靠近通道安裝用來容納相變材料的室并且加熱相變材料以流到通道內，繼而關閉通道來操作常開閥。

然而，利用離心力來傳輸流體的微流體裝置的缺點在于，利用相變材料不能完全關閉通道。

諸如DNA提取、聚合酶鏈反應的誘導等的一些過程在相對高溫下實施。相變材料通常具有差的耐熱性，并且即使在必須關閉通道的情況下，必然存在關閉通道的相變材料在高溫環境下熔合繼而打開通道的問題。

發明內容

技術問題

示例性實施例提供了一種在驅動閥的過程中永久地關閉通道的常開閥單元、一種裝配有所述閥單元的微流體裝置以及一種驅動所述閥單元的方法。

示例性實施例也提供了一種在驅動閥的過程中獨立于溫度連續關閉通道的閥單元、一種裝配有該閥單元的微流體裝置以及一種驅動該閥單元的方法。

技術方案

根據示例性實施例的一方面，提供了一種打開和關閉通道的閥單元，所述閥單元包括：閥物質，包含相變材料；閥物質室，與所述通道連通，并且容納所述閥物質；微通道部分，設置在所述通道中；熔合結構，形成在所述微通道部分中，其中，容納在所述閥物質室中的所述閥物質被施加的能量熔合并流到所述微通道部分中，并且所述微通道部分中的閥物質被加熱，以熔化熔合結構并且使所述通道熔合結合，從而關閉通道。

所述閥單元可以包括在旋轉盤型微流體裝置中，所述微流體裝置通常可以包括第一板和與第一板結合的第二板以將所述閥物質室與所述通道隔離。

所述閥單元還可以包括引導通道，從而當容納在所述閥物質室中的閥物質熔合時將熔合的閥物質引導到所述微通道部分。

所述熔合結構還可以具有從微通道部分突出并且沿著流體的流動方向延伸的至少一個第一熔合結構。

所述熔合結構還可以具有從所述微通道部分的橫向側突出的第二熔合結構。

第一板和第二板可以利用熱塑樹脂形成。

所述閥物質還可以包括分散在相變材料中并且吸收電磁輻射來發射熱能的微小發熱材料。

所述微小發熱材料可以包括例如：從由聚合物珠、量子點、金納米顆粒、銀納米顆粒、金屬化合物珠、碳顆粒和磁性珠組成的組中選擇的至少一種；金屬氧化物顆粒；通過電磁輻射產生熱的染料等。

所述相變材料可以包括從由蠟、凝膠和熱塑樹脂組成的組中選擇的至少一種。

所述蠟可以包括從由石蠟、微結晶蠟、合成蠟和天然蠟中選擇的至少一種。

所述凝膠可以包括從聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯和聚乙烯酰胺中選擇的至少一種。

所述熱塑樹脂可以包括從環烯共聚物(COC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚甲醛(POM)、全氟烷氧基化合物(PFA)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰胺(PA)、聚砜(PSU)和聚偏二氟乙烯(PVDF)中選擇的至少一種。

在實施例中描述的通道可以具有0.01mm至1.0mm的厚度，所述微通道部分的高度可以在從5μm至10μm的范圍。